NL1026038C2 - Luidspreker en samenstel van luidsprekers. - Google Patents

Description

V «.

LUIDSPREKER EN S&MEMSTEL VM» LUIDSPREKER! 5 Technisch Gebied

De uitvinding heeft betrekking op een luidspreker, omvattende een magneeteenheid die een magneetveld genereert, en een membraan dat in een kader is aangebracht en dat is voorzien 10 'van een elektrisch geleiderpatroon, welk membraan zodanig in het magneetveld is geplaatst dat bij het doorvoeren van stroom door het geleiderpatroon op het membraan een kracht wordt uitgeoefend die het membraan in trilling kan brengen ter voortbrenging van geluid, waarbij de luidspreker is 15 voorzien van een geluidsopening die zich bevindt tussen het trilgebied en de buitenzijde van de luidspreker, waarbij de geluidsopening aansluit op een geluidshoorn met van elkaar af neigende wanden.

20 Een dergelijke luidspreker wordt beschreven in de niet gepubliceerde internationale octrooiaanvrage PCT/NL2004/00159.

Stand van de Techniek 25

De uitvinding is met name gericht op een verbeterde luidspreker voor toepassingen waarbij een gericht, smal langwerpig geluidsbereik wordt beoogd. Dit kunnen bijvoorbeeld perrons zijn, zowel in de openlucht als 30 overdekt, of ondergronds zoals in metrostations. Het is bekend om op dergelijke perrons meerdere luidsprekers die zijn voorzien van een geluidshoorn aan te brengen. De geluidshoorns van de luidsprekers kunnen daarbij in de lengterichting van het perron zijn gericht, teneinde zoveel 1026038 ! V ».

2 mogelijk het geluid daar te richten waar reizigers staan te wachten.

Daarbij treden twee belangrijke problemen op. In het algemeen 5 biedt een hoorn slechts een beperkte onderdrukking naar de zijkanten. Op perrons in de open lucht lekt daardoor ondanks de gerichte geluidshoorns geluid naar de zijkant, en daarmee naar de omgeving. Met name in een stedelijke omgeving leidt dit tot overlast voor omwonenden. Bovendien levert dit 10 onnodig energieverbruik op, omdat dit geluid niet bij de beoogde bestemming, namelijk het wachtende publiek, terecht komt. Op overdekte perrons of in ondergrondse metrostations wordt het zijwaarts gelekte geluid weerkaatst door de muren en dit leidt tot veel galm waardoor het geluid slecht is te 15 verstaan. Voorts is de richtende werking van de hoorns gelimiteerd tot slechts een beperkt frequentiegebied.

De uitvinding is echter niet beperkt tot bovenstaande toepassingen, en kan bijvoorbeeld van voordeel zijn bij elke 20 toepassing waarbij de luisteraar zich relatief ver van de luidspreker bevindt ten opzichte van aangrenzende vlakken zoals wanden, plafond of vloer die geluid kunnen reflecteren, of ten opzichte van aangrenzende gebieden waar de aanwezigheid van geluid ongewenst is.

25 Dé uitvinding beoogt een luidspreker van het in de aanhef genoemde type die, met name in toepassingen waarbij een langwerpig of zeer gericht bereik wordt nagestreefd, op eenvoudige en efficiënte wijze de hiervoor beschreven 30 effecten vermindert en/of betere akkoestische eigenschappen heeft dan bekende luidsprekers.

1026038 3

Omschrijving van de Uitvinding

In een luidspreker volgens de uitvinding strekken zich aan beide zijden van het membraan in hoofdzaak identieke 5 geluidskanalen en daarop aansluitende geluidshoorns uit. Niet alleen wordt hierdoor op bijzonder efficiënte wijze in twee richtingen gelüid uitgezonden, ook wordt geluid dat naar de zijkanten lekt vanzelf geheel of gedeeltelijk uitgedoofd, doordat de lekkende geluidsgolven die afkomstig zijn van 10 beide geluidshoorns door deze constructie automatisch in tegenfase zijn. Op deze wijze wordt een bijzonder goed gerichte en energie-efficiënte geluidsweergave bereikt voor een groot frequentiegebied. Ook voor alarmluidsprekers kan dit voordelig zijn, omdat die vaak op batterijen of een 15 noodaggregaat werken, en door de energiezuinigheid kan die voorziening zo klein mogelijk, en daardoor zo goedkoop mogelijk worden uitgevoerd.

De Amerikaanse octrooiaanvrage US-A-2004/0047488 toont een 20 luidspreker met identieke geluidskanalen die zich aan beide zijden van het membraan uitstrekken. Hef geluid dat aan de achterzijde van hef membraan wordt uitgezonden wordt uiteindelijk via weerkaatsing naar de voorzijde gericht. Deze luidspreker is derhalve niet bedoeld voor toepassingen 25 waarbij zeer gecontroleerde richtwerking wordt beoogd, en de luidspreker heeft dan ook geen geluidshoorn.

Bij voorkeur is de luidspreker een magnefostafische ribbonluidspreker, waarbij hef membraan een vlak membraan is 30 waarin het geleiderpatroon is geïntegreerd, en waarbij de geluidsopeningen worden gevormd door geluidskanalen. De uitvinding is echter ook van toepassing op bijvoorbeeld 1026038 4 elektrostatische luidsprekers, en kan zelfs bij dome- en conusluidsprekers voordeel hebben.

Bij voorkeur hebben de geluidshoorns een langwerpige, bij 5 voorbeeld een rechthoekige of ovale dwarsdoorsnede waardoor het geluid zowel in horizontale als in verticale richting afzonderlijk gericht kan worden. Bij voorkeur maken de middenassen van de geluidshoorns die zich bevinden tussen de bovenste en onderste wand een scherpe hoek met het membraan 10 Bijvoorbeeld neigen de middenassen van het membraan af gezien naar beneden, zodat ook direct onder de luidspreker het geluid goed te horen is en het geluid niet over de hoofden van het publiek wordt gezonden.

15 Bij voorkeur neigen de middenassen van beide geluidskanalen van de luidspreker, die zich bevinden tussen de buitenste wand en de binnenste wand van elk kanaal, over een bepaalde afstand vanaf het membraan naar elkaar toe. Met de raiddenas van een geluidskanaal wordt het denkbeeldige middenvlak 20 bedoeld dat zich precies tussen de binnenste en buitenste wand van het kanaal bevindt. Op deze wijze worden de golffronten van de beide geluidsbronnen geleidelijk naar elkaar toegeleid, en bij het verlaten van de geluidskanalen samengevoegd. Vervolgens kan het ene, samengevoegde golffront 25 zich in de omgeving uitbreiden. Hierbij wordt het genoemde lobing effect·grotendeels voorkomen. Bij voorkeur neigen de buitenste wanden van beide geluidskanalen die zich het verst van elkaar bevinden over een bepaalde afstand vanaf het membraan naar elkaar toe en eveneens bij voorkeur neigen 30 eveneens de binnenste wanden van beide geluidskanalen die zich het dichtst bij elkaar bevinden ook over ten minste een bepaalde afstand vanaf het membraan naar elkaar toe. Daarbij 1026038 4. ( 5 zijn nog meer bij voorkeur de binnenste en buitenste wand van elk geluidskanaal onderling in hoofdzaak parallel.

De afstand waarover de wanden naar elkaar toeneigen is bij 5 voorkeur ten minste 0.5 maal, bij voorkeur ten minste 1 maal de breedte van de geluidskanalen. Voorts is de afstand tussen de binnenste wanden van de geluidskanalen aan de buitenzijde van de behuizing bij voorkeur kleiner dan 0.5 maal, bij voorkeur kleiner dan 0.2 maal de afstand tussen de binnenste 10 wanden aan de zijde van het membraan. Hiermee wordt een zo geleidelijk mogelijke samenvoeging van beide golffronten bewerkstelligd.

Bij voorkeur sluiten de buitenste wanden van de 15 geluidskanalen nabij hun uiteinde aan op de wanden van een geluidshoorn met van elkaar af neigende wanden, waardoor het samengevoegde golffront zich in eerste instantie gecontroleerd en bovendien gericht uitbreidt.

20 De uitvinding heeft voorts betrekking op een samenstel van luidsprekers, waarbij een aantal luidsprekers in hoofdzaak op een lijn is opgesteld, waarbij de geluidshooms van twee aangrenzende luidsprekers telkens in hoofdzaak naar elkaar toe gericht zijn, en waarbij de naar elkaar toegekeerde 25 oppervlakken van de membranen van twee aangrenzende luidsprekers telkens in fase zijn (waarbij beide oppervlakken derhalve gelijktijdig naar de luisteraar toe bewegen en van de luisteraar af bewegen). Bij voorkeur zijn de middenassen van twee naar elkaar toegerichte geluidshoorns daarbij 30 gericht op locatie die ongeveer ligt op oorhoogte precies tussen de twee luidsprekers. Door de positie van de hoorn ten opzicht van elkaar, bijvoorbeeld recht tegen over elkaar, of « » 6 aan één zijde meer naar elkaar toe, én de vorm van de hoorn wordt de richtwerking beïnvloedbaar.

Korte Omschrijving van de Tekeningen 5

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden, waarin:

Figuur 1 een gedeeltelijk perspectiefaanzicht van een 10 luidspreker toont;

Figuur 2 een dwarsdoorsnede van de luidspreker van Figuur 1 toont; 15 Figuur 3 een dwarsdoorsnede van de luidspreker van Figuur 1 toont waarop een geluidshoorn is gemonteerd;

Figuur 4 een perspectiefaanzicht van een membraaneenheid toont; en 20

Figuur 5 een dwarsdoorsnede van een luidspreker toont waarop aan twee zijden een geluidshoorn is gemonteerd.

Uitvoeringsvoorbeelden van de Uitvinding 25

Volgens Figuur 1 omvat een luidspreker een behuizing die bestaat uit twee in hoofdzaak identieke metalen delen 1, 2 welke middels schroeven 3 op elkaar zijn bevestigd. Elk behuizingsdeel 1, 2 heeft twee langwerpige sleufvormige 30 uitsparingen of geluidskanalen 4, 5 die het in de luidspreker opgewekte geluid naar buiten geleiden. Voorts is een behuizingsdeel 1 voorzien van elektrische aansluitpunten 6, 7, waarop de geluidssignaaldraden van een versterker kunnen ,1026038

t I

7 worden aangesloten. De behuizing 1, 2 is voorzien van zich buitenwaarts en in de langsrichting uitstrekkende koelvinnen 8 voor het afvoeren van de in de luidspreker opgewekte warmte.

5

De behuizingsdelen 1, 2 sluiten een kader in, dat wordt getoond in Figuur 2, en welke bestaat uit een eerste raamvormig kaderdeel 9 en twee strookvormige kaderdelen 10, 11 (getoond in Figuur 4). De kaderdelen 9, 10, 11 zijn bij 10 voorkeur vervaardigd van koper of geanodiseerd aluminium. Het buitenoppervlak van de kaderdelen 9, 10, 11 maakt overal contact met de behuizing 1, 2. Op het kaderdeel 9 is een trilmembraan 12 bevestigd middels lijm, of middels een dunne dubbelzijdig hechtende tape. De lijm of tape is van een 15 warmtegeleidende soort. Op het membraan 12 is een elektrisch geleiderpatroon 13 aangebracht, dat in verbinding staat met de aansluitpunten 6, 7 en die het membraan doet trillen indien door de versterker een elektrisch signaal naar de luidspreker wordt gestuurd.

20

Daartoe omvat de luidspreker magneten 13, zoals getoond in Figuur 3, die een permanent magnetisch veld opwekken waarin het geleiderpatroon 14 van het membraan 12 zich bevindt. Het geleiderpatroon 14 wordt gevormd door een elektrisch 25 geleidende draad die in een langwerpige rechthoekige spiraal aan een zijde van het membraan 12 is aangebracht. Aan de korte zijden van het rechthoekige patroon zijn de kaderdelen 10, 11 direct op het geleiderpatroon aangebracht. Derhalve dient de lijm of de tape waarmee deze op de geleidende draad 30 zijn geplakt elektrisch isolerend te zijn. Aan de andere zijde van het membraan 12 worden deze korte zijden van het patroon eveneens bedekt, door de korte zijden van het raamvormige kaderdeel 9. Op deze wijze kan het 1028038 8 geleiderpatroon 14 hier naar beide zijden toe warmte overdragen aan de kaderdelen 9, 10, 11.

De beide uiteinden van de geleidende draad zijn verbonden met 5 stroomdoorvoeraansluitingen 15, 16 op kaderdeel 10, die op hun beurt elektrisch zijn verbonden met de aansluitpunten 6, 7. De stroomdoorvoeraansluitingen 15, 16 zijn elektrisch geïsoleerd van het kaderdeel 10. De zich in de langsrichting . tussen de kaderdelen 10, 11 parallel uitstrekkende lijnen van 10 het geleiderpatroon 14 vormen twee op afstand van elkaar liggende trilgebieden 17, 18.

Met verwijzing naar Figuur 3 strekken de geluidskanalen 4, 5 zich uit vanaf nabij de twee op afstand van elkaar gelegen 15 trilgebieden 17, 18 op het oppervlak van het membraan 12 tot de buitenzijde van de behuizingsdelen 1, 2, waarbij aan een zijde de geluidskanalen 4, 5 echter zijn afgesloten door een afsluitplaatje 25, omdat de luidspreker het geluid slechts naar een zijde dient uit te zenden. De geluidskanalen 4, 5 20 strekken zich, vanaf het membraan gezien eerst loodrecht van het membraan uit, namelijk in het gebied tussen de magneten 13, en vervolgens neigen de geluidkanalen 4, 5 naar elkaar toe. Hierbij neigen zowel de buitenste wanden 19, als de binnenste wanden 20 van elk geluidskanaal 4, 5 naar elkaar, 25 waarbij de binnenste wand 19 en de buitenste wand 20 van een geluidskanaal 4, 5 onderling parallel blijven. Aan de buitenzijde van de luidspreker is de afstand tussen de binnenste wanden 19 van beide geluidskanalen 4, 5 nog slechts zeer klein, ten minste vele malen kleiner dan de afstand 30 tussen de trilgebieden 17, 18. Op deze wijze worden de fronten van de geluidsgolven die door beide trilgebieden 17, 18 worden opgewekt naar elkaar toegeleid en samengevoegd, 1026038 * t 9 waardoor nadelige interferentie tussen beide golffronten wordt vermeden.

Figuur 4 toont een geluidshoorn 21 die op middels schroeven 5 23 in schroefgaten 24 van de luidspreker is gemonteerd.

Daarbij sluiten de buitenste wanden 19 van de geluidskanalen 4, 5 aan op de wanden 22 van de geluidshoorn 21. De geluidshoorn 21 zorgt voor een geleidelijke uitbreiding van het geluidsfront dat de geluidskanalen 4, 5 verlaat, voordat 10 het zich in de omgeving verder uitbreidt. Voorts draagt de hoorn, die van metaal is vervaardigd, bij aan de warmteafvoer van de luidspreker.

Volgens Figuur 5 omvat een luidspreker een luidspreker 1, 2 15 overeenkomstig de voorgaande figuren, waarbij echter aan beide zijden van het membraan een geluidshoorn 21 is bevestigd. Het afsluitplaatje 25 uit de Figuren 3 en 4 is derhalve vervangen door een tweede geluidshoorn 21« Niet in de figuren te zien is dat de dwarsdoorsnede van de 20 geluidshoorns 21 rechthoekig is. Zoals in figuur 5 is weergegeven strekken de middenassen van de geluidshoorns 21 die zich bevinden tussen de bovenste wand 22a en de onderste wand 22b zich vanaf het membraan 12 onder een hoek naar beneden uit.

25 1026038

Claims (11)

1. Luidspreker, omvattende een magneeteenheid (13) die een magneetveld genereert, en een membraan (12) dat 5. in een kader (9, 10, 11) is aangebracht en dat is voorzien van een elektrisch geleiderpatroon (14), welk membraan (12) zodanig in het magneetveld is geplaatst dat bij het doorvoeren van stroom door het geleiderpatroon (14) op het membraan een kracht wordt 10 uitgeoefend die het membraan (12) in trilling kan brengen ter voortbrenging van geluid, waarbij de luidspreker is voorzien van een geluidsopening (4, 5) die zich bevindt tussen het trilgebied· (17, 18) en de buitenzijde van de luidspreker, waarbij de 15 geluidsopening (4, 5) aansluit op een geluidshoorn (21) met van elkaar af neigende wanden, met het kenmerk, dat zich aan beide zijden van het membraan (12) in hoofdzaak identieke geluidsopeningen (4, 5) en daarop aansluitende geluidshoorns (21) 20 uitstrekken.

2. Luidspreker volgens conclusie 1, waarbij het membraan (12) een vlak membraan is waarin het geleiderpatroon (14) is geïntegreerd, en waarbij de geluidsopeningen 25 worden gevormd door geluidskanalen (4, 5).

3. Luidspreker volgens conclusie 1 of 2, waarbij de geluidshoorns (21) een langwerpige, bijvoorbeeld rechthoekige of ovale dwarsdoorsnede hebben. 30

4. Luidspreker volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de middenassen van de geluidshoorns (21) die zich 1026038 o t bevinden tussen de bovenste en onderste wand (22a, 22b) een scherpe hoek maken met het membraan (12).

5. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 5 1-4, waarbig het geleiderpatroon (14) in ten minste twee op afstand van elkaar gelegen trilgebieden (17, 18) op het membraan (12) is aangebracht, waarbij de luidspreker is voorzien van ten minste twee geluidskanalen (4, 5) die zich uitstrekken tussen de 10 twee trilgebieden (17, 18) en de buitenzijde van de behuizing (1, 2)o

6. Luidspreker volgens conclusie 5, waarbij de middenassen van twee geluidskanalen (4, 5), die zich 15 bevinden tussen de buitenste wand (19) en de binnenste wand (20) van elk kanaal, over een bepaalde afstand vanaf het membraan (12) naar elkaar toe neigen.

7. Luidspreker volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de buitenste wanden (19) van beide geluidskanalen (4, 5) die zich het verst van elkaar bevinden over een bepaalde afstand vanaf het membraan (12) naar elkaar toe neigen. 25

8. Luidspreker volgens conclusie 5, 6 of 7, met het kenmerk, dat de binnenste wanden (20) van beide geluidskanalen (4, 5) die zich het dichtst bij elkaar bevinden over ten minste een bepaalde afstand vanaf 30 hef membraan (12) naar elkaar toe neigen.

9. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 5-8, met hef kenmerk, dat de binnenste en buitenste J02603® • . wand (19, 20) van elk geluidskanaal (4, 5) onderling in hoofdzaak parallel zijn.

10. Luidspreker volgens een van de voorgaande conclusies 5 . 5 - 9, met het kenmerk, dat de buitenste wanden (19) van de geluidskanalen (4, 5) nabij hun uiteinde aansluiten op de wanden (22) van de geluidshoorns (21) .

11. Samenstel van luidsprekers, waarbij een aantal luidsprekers volgens een van de voorgaande conclusies in hoofdzaak op een lijn is opgesteld, waarbij de geluidshoorns (21) van twee aangrenzende luidsprekers telkens in hoofdzaak naar elkaar toe gericht zijn, en 15 waarbij de naar elkaar toegekeerde oppervlakken van de membranen (12) van twee aangrenzende luidsprekers telkens in fase zijn. 1026038